本发明属于防水涂料领域，更具体地，涉及一种潜固化剂型单组分聚氨酯防水涂料。
背景技术：
聚氨酯防水涂料因其良好的整体防水效果、优异的物理和化学性能以及方便的施工性能，在建筑防水领域普遍得到广泛的认可和应用。
相比于需要在施工前预先混合两种组分的双组分聚氨酯防水涂料而言，单组分聚氨酯防水涂料在施工前无需搅拌，对施工人员的素质要求不高，并且也不存在两种组分比例计量不准确和混合不均匀的风险。因此，在民用和工业建筑领域，单组分聚氨酯防水涂料始终是最重要的防水材料之一。
目前市场上的单组分聚氨酯防水涂料绝大部分是通过空气中的水分进行交联固化形成具有弹性的致密的防水膜。聚氨酯涂料中的异氰酸酯基团(-nco)与空气中的水分(h2o)发生交联反应的同时会产生二氧化碳(co2)，生成的二氧化碳会在膜中产生气泡或针孔，从而影响防水膜的物理性能以及防水性。
为了解决气泡和针孔问题，通常做法是在聚氨酯涂料中加入一定量的潜固化剂。潜固化剂会以更快的速度与空气中的水分优先反应生成氨基或羟基，生成的氨基或羟基与异氰酸酯基团发生交联固化反应，在此过程中不会产生二氧化碳，因此杜绝了气泡和针孔的生成。但是，随着加入的潜固化剂量的增加，单组分聚氨酯防水涂料的粘度，特别是储存后的粘度会快速增长，甚至会达到影响涂料正常施工的程度。
技术实现要素：
本发明的目的在于解决上述问题，通过对配方中各组分比例进行调整并对生产过程中反应温度和时间进行控制，在潜固化剂使用量不增加的情况下解决涂料气泡和针孔问题，同时具有出人意料好的储存稳定性。
为了实现上述目的，本发明提供一种潜固化剂型单组分聚氨酯防水涂料，该潜固化剂型单组分聚氨酯防水涂料由包括以下步骤的方法制备得到：
1)将聚醚多元醇、氯化石蜡、填料混合，然后将混合物在100-140℃下脱水；
2)降温至55-75℃，向混合物中加入多异氰酸酯，再将温度升高至80-95℃，进行反应；
3)降温至55-75℃，进行反应；
4)升温至80-95℃，进行反应；
5)降温至40-70℃，加入催化剂，进行反应；
6)加入潜固化剂、稀释剂和消泡剂，进行反应，降温或保持温度为40-60℃，得到所述潜固化剂型单组分聚氨酯防水涂料。
作为本发明优选的实施方式，该潜固化剂型单组分聚氨酯防水涂料由包括以下步骤的方法制备得到：
1)将聚醚多元醇、氯化石蜡、填料混合，然后将混合物在110-130℃下脱水3-12h；
2)降温至60-75℃，向混合物中加入多异氰酸酯，再将温度升高至80-95℃，反应165-195min；
3)降温至60-70℃，反应45-75min；
4)升温至80-95℃，反应105-135min；
5)降温至50-60℃，加入催化剂，反应45-75min；
6)加入潜固化剂、稀释剂和消泡剂，反应45-75min，降温或保持温度为50-55℃，得到所述潜固化剂型单组分聚氨酯防水涂料。
作为本发明优选的实施方式，步骤1)中，脱水后体系的含水率≤200ppm。
作为本发明优选的实施方式，各组分的用量为：
聚醚多元醇10-40重量份、多异氰酸酯10-30重量份、氯化石蜡10-30重量份、填料20-60重量份、潜固化剂0.2-5重量份、催化剂0.01-1重量份、稀释剂2.5-10重量份、消泡剂0.1-5重量份；
更优选地，各组分的用量为：
聚醚多元醇15-30重量份、多异氰酸酯10-20重量份、氯化石蜡15-20重量份、填料30-45重量份、潜固化剂0.5-3重量份、催化剂0.03-0.8重量份、稀释剂3-8重量份、消泡剂0.3-3重量份。
作为本发明优选的实施方式，所述聚醚多元醇为羟值为54～60mgkoh/g的聚醚二元醇、羟值为33～37mgkoh/g的聚醚三元醇和羟值26～30mgkoh/g的聚醚三元醇中的至少一种。
作为本发明优选的实施方式，所述多异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、萘二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、1,4-环己烷二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、环己烷二亚甲基二异氰酸酯、三甲基-1,6-六亚甲基二异氰酸酯、四甲基间苯二亚甲基二异氰酸酯、降冰片烷二异氰酸酯、二甲基联苯二异氰酸酯、甲基环己基二异氰酸酯、二甲基二苯基甲烷二异氰酸酯、多亚甲基多苯基多异氰酸酯、三苯基甲烷三异氰酸酯、4-苯基异氰酸酯、二甲基三苯基甲烷四异氰酸酯以及上述多异氰酸酯的多聚体中的至少一种。
本发明中，所述填料可选用本领域技术人员常规采用的填料。作为本发明优选的实施方式，所述填料选自重质碳酸钙、轻质碳酸钙、高岭土、滑石粉、膨润土、硫酸钡、氧化铝、氢氧化铝、二氧化硅、炭黑、pvc粉末和空心微球中的至少一种。
作为本发明优选的实施方式，所述消泡剂为不含有机硅的聚合物消泡剂。例如byk公司生产的商标为byk-051、byk-052、byk-053、byk-1752、byk-011、byk-012、byk-354、byk-355、byk-361、byk-390和byk-392的聚合物消泡剂；unichem公司生产的商标为uniqfoam-120s、uniqfoam-130s、uniqfoam-131s、uniqfoam-132s、uniqfoam-150s、uniqfoam-152s、uniqfoam-170s、uniqfoam-175s和uniqfoam-180w的聚合物消泡剂。
作为本发明优选的实施方式，所述稀释剂为有机溶剂；更优选地，所述有机溶剂选自烃类有机溶剂、酯类有机溶剂、酮类有机溶剂和醚类有机溶剂中的至少一种；进一步优选地，所述有机溶剂选自乙酰丙酮、异亚丙基丙酮、环己酮、甲基环己酮、乙酸乙酯、乙酸丙酯、1-甲氧基-2-丙基乙酸酯、乙酸丁酯、丙二酸二乙酯、二异丙基醚、二乙基醚、二丁基醚、乙二醇二乙基醚、二乙二醇二乙基醚、甲苯、二甲苯、庚烷、辛烷和二异丙基萘中的至少一种。
作为本发明优选的实施方式，所述潜固化剂为受阻胺；更优选地，所述潜固化剂为能通过水解反应生成游离胺，然后与多异氰酸酯反应生成脲键的受阻胺；进一步优选地，所述潜固化剂选自醛亚胺、酮亚胺、烯胺、噁唑烷和胺的金属络合物中的至少一种。
作为本发明优选的实施方式，所述催化剂选自酸催化剂、叔胺催化剂和有机金属催化剂中的至少一种；更优选地，所述酸催化剂为苯甲酸和/或水杨酸，所述叔胺催化剂为2,2’-二吗啉基二乙基醚，所述有机金属催化剂选自二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡和二乙酸二丁基锡中的至少一种。
本发明的有益效果：
本发明的潜固化剂型单组分聚氨酯防水涂料初始粘度较低、储存后粘度增长缓慢，膜面无针孔和气泡问题，与混凝土或水泥基材的粘接强度高。
根据本领域技术人员的公知常识，单组分聚氨酯防水涂料施工时必须保证基材，特别是混凝土基材处于干燥状态，否则固化后的防水膜会产生起鼓、脱粘等问题。本发明的单组分聚氨酯防水涂料在高湿度和基材含水率高的情况下与基材具有出人意料的高的粘接强度，从而杜绝了起鼓或脱粘问题。
本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
具体实施方式
下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
本发明实施例1、对比例1-3各组分用量如表1所示：
表1
实施例1：
在混合反应器中加入根据表1给出的重量份的聚醚多元醇、氯化石蜡、填料，随后将混合物在120℃温度下脱水3小时，经过卡尔费休方法测定体系中含水率小于等于200ppm后，将反应器温度降至70℃，加入多异氰酸酯，待温度稳定后升温至80℃，反应3小时，随后降温至70℃，反应1小时，再次将温度升至80℃，反应2小时，降温至60℃，加入催化剂，反应1小时，加入潜固化剂、稀释剂和消泡剂，反应1小时，降温至50℃后出料。
实施例2和实施例3部分，
采用的聚醚多元醇中，聚醚二元醇(烟台万华
采用的填料中，重质碳酸钙与炭黑的重量比为37:3；
采用的潜固化剂为青岛恒科ms-201潜固化剂。
实施例2：
在混合反应器中加入10重量份的聚醚多元醇、10重量份的氯化石蜡、填料，随后将混合物在120℃温度下脱水3小时，经过卡尔费休方法测定体系中含水率小于等于200ppm后，将反应器温度降至70℃，加入30重量份的多异氰酸酯，待温度稳定后升温至80℃，反应3小时，随后降温至70℃，反应1小时，再次将温度升至80℃，反应2小时，降温至60℃，加入0.01重量份的催化剂，反应1小时，加入5重量份的潜固化剂、2.5重量份的稀释剂和0.1重量份的消泡剂，反应1小时，降温至50℃后出料。
实施例3：
在混合反应器中加入40重量份的聚醚多元醇、30重量份的氯化石蜡、填料，随后将混合物在120℃温度下脱水3小时，经过卡尔费休方法测定体系中含水率小于等于200ppm后，将反应器温度降至70℃，加入10重量份的多异氰酸酯，待温度稳定后升温至80℃，反应3小时，随后降温至70℃，反应1小时，再次将温度升至80℃，反应2小时，降温至60℃，加入1重量份的催化剂，反应1小时，加入0.2重量份的潜固化剂、10重量份的稀释剂和5重量份的消泡剂，反应1小时，降温至50℃后出料。
对比例1：
在混合反应器中加入根据表1给出的重量份的聚醚多元醇、氯化石蜡、填料，随后将混合物在120℃温度下脱水3小时，经过卡尔费休方法测定体系中含水率小于等于200ppm后，将反应器温度降至70℃，加入多异氰酸酯，待温度稳定后升温至80℃，反应3小时，降温至60℃，加入催化剂，反应1小时，加入潜固化剂、稀释剂和消泡剂，反应1小时，降温至50℃后出料。
对比例2：
在混合反应器中加入根据表1给出的重量份的聚醚多元醇、氯化石蜡、填料，随后将混合物在120℃温度下脱水3小时，经过卡尔费休方法测定体系中含水率小于等于200ppm后，将反应器温度降至70℃，加入多异氰酸酯，待温度稳定后升温至90℃，反应3小时，降温至60℃，加入催化剂，反应1小时，加入潜固化剂、稀释剂和消泡剂，反应1小时，降温至50℃后出料。
对比例3：
在混合反应器中加入根据表1给出的重量份的聚醚多元醇、氯化石蜡、填料，随后将混合物在120℃温度下脱水3小时，经过卡尔费休方法测定体系中含水率小于等于200ppm后，将反应器温度降至70℃，加入多异氰酸酯，待温度稳定后升温至80℃，反应3小时，降温至70℃，加入催化剂，反应1小时，加入潜固化剂、稀释剂和消泡剂，反应1小时，降温至50℃后出料。
在湿度80％、温度为35℃的条件下固化，并参考gb/t19250-2013对实施例1-3及对比例1-3得到的潜固化剂型单组分聚氨酯防水涂料进行性能测试，结果如表2所示：
表2
由表2可知，虽然添加相对大量的潜固化剂可很大程度消除膜面的气泡和针孔问题(对比例1-3)，但是大量的潜固化剂也会带来储存后粘度增长过快的问题，这会使得储存后的单组分防水涂料难以施工，特别是对于采用喷涂施工的方式来说，高粘度的涂料极易堵塞喷嘴。而采用本发明的生产方法生产的产品(实施例1)，能在使用大量潜固化剂的情况下保证初始粘度最低，同时在储存后的粘度增长速度最低，并具有最佳的膜面效果，与混凝土基面的粘接强度最高。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。